(57)【要約】【課題】            平坦な仕上がり表面を実現できるような短パルスレーザービームの照射によるドライ加工方法の構成を提供すること。【解決手段】        基板上における薄膜５に対し、短パルスレーザービームを照射し、薄膜５を構成する素材を、蒸散させるドライ加工において、照射する短パルスレーザービームとして、円偏光、楕円偏光、ランダム偏光、更には直交する２本の直線偏光などのように、異なる偏光成分を重畳させたこと、更には必要に応じてパルス幅を５ピコ秒から５０ピコ秒の範囲に選択することに基づき、平坦な仕上がり表面を実現できる薄膜５のドライ加工方法。【選択図】          図１  
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上における薄膜に対し、短パルスレーザービームを照射し、薄膜を構成する素材を蒸散させるドライ加工において、照射する短パルスレーザービームとして、異なる偏光成分を重畳させたことに基づく、薄膜のドライ加工方法。
【請求項２】
異なる偏光成分の重畳として、円偏光または楕円偏光を採用したことを特徴とする請求項１記載の薄膜のドライ加工方法。
【請求項３】
異なる偏光成分の重畳として、直交する二本の直線偏光を照射することを特徴とする請求項１記載の薄膜のドライ加工方法。
【請求項４】
異なる偏光の重畳として、ランダム偏光を採用することを特徴とする請求項１記載の薄膜のドライ加工方法。
【請求項５】
短パルスレーザービームのパルス幅を５ピコ秒から５０ピコ秒の範囲に選択したことを特徴とする請求項１記載のドライ加工方法。
【請求項６】
短パルスレーザービームの波長の範囲として、紫外線領域の波長を選択したことを特徴とする請求項１記載の薄膜のドライ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基盤上に蒸着、又はスパッタリングなどによって形成された薄膜をレーザービームの照射によって、蒸散（アブレーション）させることによる薄膜のドライ加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜のドライ加工方法としては、通常５ナノ秒ないし５０ナノ秒程度のパルスレーザービームを集光状態とした上で、基板上の薄膜を熱溶融し、かつ蒸散させている。
【０００３】
但し、従来採用されたドライ加工方法においては、１本のレーザービームを集光しているが、発振の段階から偏光方向が特定しているため、特に偏光状態について、格別の工夫を行わない限り、必然的に、直線偏光状態によるレーザービームによる照射が行われていた。
【０００４】
しかしながら、このような直線偏光によるレーザーパルスの場合には、加工エッジ（薄膜が蒸散した端部付近）において、縞模様による段差が生じ、平坦な仕上がり表面を形成することができない。
【０００５】
ドライ加工においては、平坦な仕上がり表面を得ることが、極めて重要である以上、前記のような縞模様による段差の発生は、当然解決しなければならない事項であるが、これまでに、この点を解決する技術的手法は提案されていなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１７２４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来技術の問題点を克服し、平坦な仕上がり表面を実現できるようなドライ加工方法の構成を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明の構成は、本発明は、基盤上に蒸着、又はスパッタリングなどによって形成された薄膜をレーザービームの照射によって、蒸散（アブレーション）させることによる薄膜のドライ加工方法からなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、従来技術のような直線偏光ではなく、偏光方向が相違しているレーザービームを重畳しているので、加工エッジにおいて縞模様による段差の発生を防止、又は減少しうるので、平坦な表面仕上げ、又は約平坦な表面仕上げによる加工を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の典型的な実施態様を示すが、発振装置によって発生したレーザービームは、エクスパンダーレンズによって、光束を拡大された上で、波長偏光板を通過することによって、円偏光または楕円偏光に変換される。
【００１１】
このような変換を行ってから薄膜に照射した場合には、通常の直線偏光のように、偏光方向が特定していないため、加工エッジにおいて、縞模様による段差が生ぜず、平坦な表面仕上げを実現することができる。
【００１２】
因みに、直線偏光によるレーザービームを使用したことによるドライ加工を行った場合の基板表面において、加工エッジに図２（a）に示すような縞模様が散在しているのに対し、円偏光によるレーザービームを照射した場合には、図２（b）に示すように、加工エッジにおいて、前記のような縞模様による段差は生じていない。
【００１３】
図２（a）に示す縞模様の方向は、偏光方向と直交状態にある。従って、縞模様の方向をキャンセルさせるために、直交し合う関係にある偏光方向の二種類の直線偏光成分によるレーザーパルスを照射することによっても、前記のような縞模様の段差の発生を減少させることができる。
【００１４】
但し、このような直線偏光の重畳による方法では、異なるレーザーパルス光源を数個必要とすることになり、装置の簡便性において、図１に示す実施態様の方が優れている。
【００１５】
図１に示す実施対応において、波長偏光盤に加える入力電圧の方向を時間の経過に伴って、ランダムとした場合には、薄膜に照射されるレーザービームをランダム偏光の状態とすることができるが、このようなランダム偏光によっても、円偏光または楕円偏光の場合と同じように、前記縞模様の段差発生を防止することができる。
【００１６】
以下、実施例に従って説明する。
【実施例１】
【００１７】
実施例１は、レーザービームのパルス幅を５ピコ秒から５０ピコ秒の範囲に選択したことを特徴としている。
【００１８】
薄膜のドライ加工に際し、パルス幅を５ナノ秒乃至５０ナノ秒程度の範囲とした場合には、ドライ加工を行った両端に薄膜の熱溶融により盛り上がりが生じ、しかも盛り上がり部分にクラックが生ずる場合、更には、薄膜の残存部分も発生することがある。
【００１９】
これに対し、実施例のように、パルス幅を約５ピコ秒から５０ピコ秒の短パルス幅とした場合には、レーザービームの各部位に対し、桁違いに微細な加工を行うことが可能となり、熱溶融による盛り上がり、これに伴うクラックの発生を防止し、更には、薄膜が残存する頻度を激減することができる。
【００２０】
前記パルス幅によるレーザービームの場合には、縞模様を形成する個別の縞自体が形成しにくい状態になることが、異なる偏光方向を重畳することに基づき、平坦な表面仕上げうという本発明の効果を更に一層助長することができる。
【実施例２】
【００２１】
実施例２は、短パルスレーザービームの波長の範囲として、紫外線領域の波長を選択したことを特徴としている。
【００２２】
通用、レーザー発振装置におけるレーザービームの発振周波数は、赤外線領域を中心としている場合が多く、且つ本発明においても、このような領域による短パルスレザービームを採用することが、可能である。
【００２３】
但し、短パルスレーザービームの波長の範囲を紫外線領域に選択した場合には、一般に紫外線が、固体の素材に吸収されやすいことから、下側の基板における透過に至らずに、薄膜に吸収された状態にて、当該薄膜の蒸散に寄与することができる。
【００２４】
すなわち、透明な薄膜に対するドライ加工を行った場合、赤外線による短パルスレーザービームの場合には、薄膜に吸収されずに、基板側に照射する傾向があるのに対し、紫外線領域の短パルスレーザービームを採用した場合には、例え、透明な薄膜であっても、薄膜内に吸収され、効率的なドライ加工を実践することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
このように、本発明は、加工エッジにおいて、縞模様による段差が生ぜずに、平坦な仕上げを目的とする薄膜のドライ加工分野において、利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施態様を示すブロック図。
【図２】レーザーパルスビームを使用した加工エッジにおける表面状況を示しており、従来技術のような直線偏光の場合を示し、（b）は、円偏光又は楕円偏光が行われた事態の場合を示す。
【符号の説明】
【００２７】
１：レーザービーム光源
１０：レーザービーム
２：ミラー
３：波長偏光板
４：レンズ
５：薄膜
６：基板
７：平面方向リニア駆動ステージ
５１：加工領域
５２：縞模様
【図１】
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【図２】
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